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基于激光诱导击穿光谱的茶叶品种识别模型对比 被引量：8
1
作者 饶刚福 黄林 +6 位作者 何秀文 林金龙 杨晖 刘木华 陈添兵 陈金印 姚明印 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2018年第2期464-468,共5页
为了快速识别茶叶品种,提出了激光诱导击穿光谱全光学诊断方法。采集7种茶叶样品在200~480 nm波长范围的激光诱导击穿光谱的全谱数据,分别运用九点平滑和九点平滑/一阶导数方法对光谱进行降噪、消除干扰预处理,再结合主成分分析对预处... 为了快速识别茶叶品种,提出了激光诱导击穿光谱全光学诊断方法。采集7种茶叶样品在200~480 nm波长范围的激光诱导击穿光谱的全谱数据,分别运用九点平滑和九点平滑/一阶导数方法对光谱进行降噪、消除干扰预处理,再结合主成分分析对预处理后的光谱进行降维。选择判别分析(DA)、径向基函数网络(RBF)和B-P反向传播网络(又称MLP)三种模型对7种茶叶进行品种识别。结果显示:综合九点平滑和一阶导数预处理后,再结合主成分分析降维,可使三种模型对茶叶品种的识别准确率均有一定程度的提高,MLP的识别准确率高于DA和RBF,其训练集识别准确率为99.6%,测试集识别准确率为99.1%。选择合适的激光诱导击穿光谱预处理及模型构建方法,对快速准确识别茶叶品种具有可行性。 展开更多
关键词 光谱学 茶叶品种 快速识别 激光诱导击穿光谱 主成分分析 识别模型
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基于激光诱导击穿光谱的脐橙产地鉴别 被引量：4
2
作者 饶刚福 黄林 +8 位作者 刘木华 陈添兵 陈金印 罗子奕 许方豪 何秀文 周华茂 林金龙 姚明印 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2018年第9期434-439,共6页
为了对脐橙产地进行快速鉴别,提出了激光诱导击穿光谱(LIBS)全光学诊断方法。选取江西赣州4区县及湖北、四川等6省市共10产地的纽荷尔脐橙,清洗表皮后直接采集等离子体羽时间演变形貌图及LIBS光谱,定性分析脐橙产地鉴别的可行性;采用15... 为了对脐橙产地进行快速鉴别,提出了激光诱导击穿光谱(LIBS)全光学诊断方法。选取江西赣州4区县及湖北、四川等6省市共10产地的纽荷尔脐橙,清洗表皮后直接采集等离子体羽时间演变形貌图及LIBS光谱,定性分析脐橙产地鉴别的可行性;采用15点平滑结合多元散射处理(15SM+MSC)预处理脐橙的LIBS光谱,分别运用主成分分析(PCA)、主成分分析结合多层感知器神经网络(PCA-MLP)鉴别脐橙产地。实验结果显示:采用一定的数据预处理方法结合PCA-MLP对全国7省市大地域范围脐橙产地鉴别的训练集总准确率为97.8%,预测集总准确率为95.3%;对赣州4区县小地域范围脐橙产地鉴别的训练集总准确率为100%,预测集总准确率为96.2%。这说明,采用合适的数据预处理及分类模型对脐橙产地进行快速鉴别具有一定的可行性。 展开更多
关键词 光谱学 脐橙 产地鉴别 LIBS PCA-MLP 等离子体羽
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基于激光诱导击穿光谱的微生物种类鉴别研究 被引量：7
3
作者 饶刚福 黄林 +9 位作者 刘木华 陈添兵 陈金印 罗子奕 许方豪 杨晖 何秀文 周华茂 林金龙 姚明印 《分析化学》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第7期1122-1128,共7页
建立了激光诱导击穿光谱(Laser induced breakdown spectroscopy,LIBS)全光学诊断方法,对微生物种类进行快速鉴别。制取10种微生物样品,优选滤纸为富集载体,采集等离子体羽时间演变形貌图及LIBS光谱指纹图分析了鉴别微生物种类的可行性... 建立了激光诱导击穿光谱(Laser induced breakdown spectroscopy,LIBS)全光学诊断方法,对微生物种类进行快速鉴别。制取10种微生物样品,优选滤纸为富集载体,采集等离子体羽时间演变形貌图及LIBS光谱指纹图分析了鉴别微生物种类的可行性;运用九点平滑(Nine smooth,9SM)、多元散射校正(Multiple scatter correction,MSC)对波长范围200~420 nm和560~680 nm微生物LIBS全谱数据进行了预处理;分析比较了主成分分析(Principal component analysis,PCA)、随机森林结合主成分分析(Random forest combined with principal component analysis,PCA-RF)两种方法对微生物种类的鉴别结果。结果表明,运用一定的数据预处理方法,采用PCA-RF算法对10类微生物种类鉴别,训练集总准确率为99.6%,预测集总准确率为96.7%,说明选择合适的LIBS光谱预处理及模型构建方法,对微生物种类的快速准确鉴别具有可行性。 展开更多
关键词 微生物 快速鉴别 等离子羽 激光诱导击穿光谱 随机森林 主成分分析
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激光诱导击穿光谱结合移动窗口偏最小二乘对脐橙中重金属Cd的检测 被引量：6
4
作者 杨晖 黄林 +4 位作者 刘木华 陈添兵 饶刚福 王彩虹 姚明印 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2017年第8期317-324,共8页
将移动窗口偏最小二乘(MWPLS)应用于脐橙中重金属Cd含量的激光诱导击穿光谱(LIBS)定量分析模型中,通过改变MWPLS窗口宽度并结合标准归一化处理、一阶导数、二阶导数、中心化处理和多元散射校正等5种数据前处理方法,优选与脐橙中Cd元素... 将移动窗口偏最小二乘(MWPLS)应用于脐橙中重金属Cd含量的激光诱导击穿光谱(LIBS)定量分析模型中,通过改变MWPLS窗口宽度并结合标准归一化处理、一阶导数、二阶导数、中心化处理和多元散射校正等5种数据前处理方法,优选与脐橙中Cd元素相关性高的光谱区间,并与传统偏最小二乘法进行对比分析。模型评价及验证结果显示,当优选移动窗口为61个波长宽度、优选区域为218.61~222.55nm时,结合一阶导数数据前处理方法所构建的模型效果最佳,验证集决定系数、预测均方根误差、主因子数、平均预测相对误差分别为0.9953,15.10×10^(-6),12,7.43%。MWPLS结合合适的数据前处理方法可以筛选出脐橙中Cd元素的LIBS光谱区域,提高定量分析模型的预测能力。 展开更多
关键词 光谱学 激光诱导击穿光谱 脐橙 镉 移动窗口偏最小二乘
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激光诱导击穿光谱法测定青菜中Cd 被引量：4
5
作者 罗子奕 黄林 +8 位作者 刘木华 陈添兵 陈金印 饶刚福 许方豪 何秀文 周华茂 林金龙 姚明印 《分析试验室》 CAS CSCD 北大核心 2018年第12期1384-1388,共5页
利用优化的试验参数采集青菜样品中Cd元素的LIBS特征光谱,结合单变量定标法和偏最小二乘法(PLS)对青菜中的Cd元素进行定量分析。结果显示:基于样条(Spline)基线校正后的单变量定标法和PLS均能定量地预测青菜中Cd元素含量,且PLS定标模型... 利用优化的试验参数采集青菜样品中Cd元素的LIBS特征光谱,结合单变量定标法和偏最小二乘法(PLS)对青菜中的Cd元素进行定量分析。结果显示:基于样条(Spline)基线校正后的单变量定标法和PLS均能定量地预测青菜中Cd元素含量,且PLS定标模型性能更优,其定标集和预测集决定系数(R^2)和均方根误差分别为0.9690,0.8317mg/kg和0.9960,0.4089mg/kg,预测平均相对误差为2.56%。 展开更多
关键词 激光诱导击穿光谱 重金属CD 偏最小二乘法 定量分析
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猪肉中铅的LIBS绿色检测可行性分析 被引量：2
6
作者 饶刚福 王彩虹 +4 位作者 黄林 杨晖 刘木华 陈添兵 姚明印 《分析试验室》 CAS CSCD 北大核心 2017年第4期436-440,共5页
为了验证激光诱导击穿光谱(LIBS)分析猪肉中重金属铅(Pb)元素的可行性,选取经实验室Pb污染处理的猪肉样品为研究对象,将样品进行烘干、粉碎和压片物理前处理;利用LIBS获取压片样品的光谱信息,并采用原子吸收光谱(AAS)法对样品中Pb元素... 为了验证激光诱导击穿光谱(LIBS)分析猪肉中重金属铅(Pb)元素的可行性,选取经实验室Pb污染处理的猪肉样品为研究对象,将样品进行烘干、粉碎和压片物理前处理;利用LIBS获取压片样品的光谱信息,并采用原子吸收光谱(AAS)法对样品中Pb元素真实浓度进行检测。结果显示,LIBS能探测出Pb含量大于4.56 mg/kg的干样样品中Pb I405.78特征谱线信息,且样品中Pb特征线的LIBS强度与其浓度具有一定的梯度关系,但简单的线性关系不明显。采用一元二次多项式拟合结果表明,对于含量小于10 mg/kg的样品,预测准确度较高且线性分析灵敏度高,而高浓度样品预测准确度则显著降低。说明可能存在某个浓度界限决定采用不同定标模型的预测精度。本工作的研究为猪肉中Pb元素的LIBS分析提供了可行性证明,为进一步的研究提供了思路。 展开更多
关键词 猪肉 重金属PB 激光诱导击穿光谱 绿色分析
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基于LIBS的固体燃料热解挥发分析出特性研究 被引量：2
7
作者 赵伟豪 董美蓉 +2 位作者 李诗诗 饶刚福 陆继东 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2021年第17期421-428,共8页
本文采用CO2激光器作为加热源,研究固体燃料(煤和桉树)颗粒在氩气气氛下的快速热解过程。将激光诱导击穿光谱(LIBS)技术应用于热解产物(包括C、H、O、CN和C2)的时空分布特性研究。实验结果表明,煤和桉树的热解过程均呈现两个阶段,即脱... 本文采用CO2激光器作为加热源,研究固体燃料(煤和桉树)颗粒在氩气气氛下的快速热解过程。将激光诱导击穿光谱(LIBS)技术应用于热解产物(包括C、H、O、CN和C2)的时空分布特性研究。实验结果表明,煤和桉树的热解过程均呈现两个阶段,即脱水脱吸附阶段和大分子分解阶段。在脱水脱吸附阶段,桉树热解析出的含碳氮组分明显多于煤;在大分子分解阶段,桉树各元素析出的峰值时间明显晚于煤,同时桉树析出的挥发分组分中H和O占比更大,而煤析出的挥发分组分中CN和C2占比更大。从残余能量和H光谱强度值与C光谱强度值的比值可以看出,两者的变化规律呈现较好的一致性,证明焦油等大分子组分分布更靠近燃料表面,小分子气体组分的浓度随着高度的增加而增大。 展开更多
关键词 光谱学 激光诱导击穿光谱 固体燃料 快速热解 时空分布 析出特性
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光谱滤波法提高激光诱导击穿光谱对蔬菜中元素Pb的检测精度 被引量：2
8
作者 杨晖 黄林 +4 位作者 陈添兵 饶刚福 刘木华 陈金印 姚明印 《分析化学》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期1123-1128,共6页
激光诱导击穿光谱(Laser induced breakdown spectroscopy,LIBS)原始光谱中包含较多噪声信号,为探究不同滤波方法对LIBS光谱预处理的影响,本研究以实验室Pb污染处理的蔬菜为研究对象,采集波长范围在400.45~410.98 nm的LIBS谱线信息,分... 激光诱导击穿光谱(Laser induced breakdown spectroscopy,LIBS)原始光谱中包含较多噪声信号,为探究不同滤波方法对LIBS光谱预处理的影响,本研究以实验室Pb污染处理的蔬菜为研究对象,采集波长范围在400.45~410.98 nm的LIBS谱线信息,分别利用相邻平均(Adjacent averaging)、Savitzky-Golay(S-G)滤波器、快速傅里叶变换(Fast Fourier transformation,FFT)对采集的LIBS光谱进行平滑、去噪,并结合偏最小二乘法(PLS)定量分析模型对光谱处理效果进行评价。结果表明,S-G平滑效果最优,当S-G滤波器窗口宽度为15,拟合阶次为3时,PLS定量模型效果最佳,其验证集均方根误差(RMSEP)为0.26、平均相对误差(ARE)为3.7%。结果表明,选择适合的滤波方法有助于提高LIBS光谱质量以及检测模型的精度。 展开更多
关键词 蔬菜 铅 滤波处理 激光诱导击穿光谱
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